梁建勇，焦 婷，吳建平，肖元明

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)的瘤胃降解率動(dòng)態(tài)變化

梁建勇1，焦 婷1，吳建平2，肖元明1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

選用5只安裝有瘤胃瘺管，體重和體質(zhì)相近，健康無(wú)病的德國(guó)美利奴×小尾寒羊?yàn)樵囼?yàn)羊只，采用瘤胃尼龍袋法測(cè)定2010～2012年不同月瑪曲高寒草地天然牧草瘤胃降解率動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明，天然牧草在瘤胃中降解48 h后其干物質(zhì)瘤胃降解率趨于平緩。牧草瘤胃干物質(zhì)降解率隨生育期的推移先升高后降低，在6、7月出現(xiàn)了峰值，2010年7月，2011和2012年6月分別達(dá)到67.05%，60.9%和71.56%。此時(shí)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，完全可以滿足家畜對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需求，8、9月逐漸下降；不同年份相同草地牧草干物質(zhì)降解率也不同。

高寒牧區(qū)；瘺管羊；干物質(zhì)降解率；瘤胃尼龍袋法

牧草及其他飼料作物作為畜牧業(yè)的重要生產(chǎn)資料，對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用[1]。我國(guó)擁有草地面積約3.92億hm2[2]，是發(fā)展草食家畜的巨大物質(zhì)基礎(chǔ)。牧草消化率是計(jì)算草地載畜量和制定家畜營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)飼量的重要依據(jù)，在生產(chǎn)中具有重要意義。牧草的營(yíng)養(yǎng)特性決定了其在反芻家畜中的應(yīng)用地位。干物質(zhì)(DM)，中性洗滌纖維(NDF)和粗蛋白質(zhì)(CP)在瘤胃中降解率的大小是衡量飼糧品質(zhì)的重要指標(biāo)。研究表明，同種牧草在不同生育期，其粗蛋白質(zhì)(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在莖葉之間的轉(zhuǎn)移與分配均不斷發(fā)生著變化，從而導(dǎo)致植株整體飼用價(jià)值和利用率的改變[3]。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省甘南藏族自治州西南部瑪曲縣，隸屬甘肅甘南藏族自治州，位于甘肅省甘南藏族自治州西南部，東端，甘、青、川3省交界處，黃河第1彎曲部。地理坐標(biāo)E 100°46′～102°29′，N 33°06′～34°30′。地勢(shì)西高東低，由西北向東南傾斜，海拔在3 300～4 806 m，氣候?qū)俑咴箨懶愿吆疂駶?rùn)區(qū)，高寒多風(fēng)雨(雪)。長(zhǎng)冬無(wú)夏，氣候嚴(yán)寒是其特征。年平均氣溫1.1℃，年平均降水量615.5 mm，年相對(duì)無(wú)霜期僅19 d。牧草生長(zhǎng)期190 d。年平均日照2 691 h，牧草生長(zhǎng)期平均日照55～68 h。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物

選擇5只體重和體質(zhì)相近，健康狀態(tài)良好并安裝有永久瘤胃瘺管的2歲成年公羊(德國(guó)美利奴♂×小尾寒羊♀)為瘺管羊，平均體重53 kg。羊只常規(guī)管理，飼料為青貯玉米，輔以少量精料，自由飲水。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

瑪曲高寒牧區(qū)天然草地牧草的采集采用齊地面刈割，于2010～2012年4～10月分別采集瑪曲3個(gè)典型牧戶牧場(chǎng)混合草樣，每個(gè)牧場(chǎng)選擇5個(gè)樣方，樣方0.5 m×0.5 m，后將5個(gè)樣方的草樣混合均勻，采用四分法取200 g帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干粉碎待測(cè)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

牧草干物質(zhì)降解率采用瘤胃尼龍袋法 準(zhǔn)確稱取樣品2 g放入已知重量的尼龍袋(在65℃的烘箱中預(yù)烘24 h)中。尼龍袋為3 cm×4 cm。尼龍袋用尼龍繩封口后用鑷子送入瘤胃腹囊，然后把尼龍繩拴在瘺管蓋上，固定。每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù)，同時(shí)以不裝任何樣品的空尼龍袋為對(duì)照消除系統(tǒng)誤差。分別于0、4、6、8、

12、24、48 h、后，快速取出尼龍袋，立即置入冷水中，終止發(fā)酵。取出的袋子用39℃溫水細(xì)流輕輕沖洗，至尼龍袋表面干凈為止，后置于磁盤中烘干至恒重。

牧草干物質(zhì)降解率(%)=(牧草干物質(zhì)初始重-瘤胃消化后殘留物重)/初始重×100%

牧草干物質(zhì)采用烘干法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 高寒草地牧草干物質(zhì)降解率在瘤胃中的變化

8月瑪曲高寒草地天然混合牧草樣品瘤胃降解率隨降解時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，其中，0～24 h變幅較大，呈線性上升趨勢(shì)，到了48 h后趨于平緩，牧戶1,2和3在48 h和72 h的消化率分別是60%和59.7%， 41.0%和40.0%，45.6%和45.4%。說明天然牧草在瘤胃中存留48 h時(shí)已基本降解完全。故后期數(shù)據(jù)只做了48 h的降解率(圖1)。

圖1 2011年8月不同牧戶牧草干物質(zhì)瘤胃降解動(dòng)態(tài)Fig.1 The degradation dynamic of dry matter in rumen in August,2011

2.2 高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率月動(dòng)態(tài)變化

高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率存在季節(jié)動(dòng)態(tài)變化(表1)。2010年6，7月牧草的消化率顯著高于9月(P<0.05)。7月降解率最高，達(dá)到67.05%，9月出現(xiàn)最低值，為51.78%，2011年則為4月牧草枯黃時(shí)期降解率最低，為48.74%。2012年6月牧草的降解率(71.56%)2011年6月牧草干物質(zhì)瘤胃降解率顯著高于除5月份外的其他月(P<0.05)。2012年6月牧草的消化率顯著高于其他月(P<0.05)，5和7月牧草的消化率顯著高于除6月外的其他月(P<0.05)。即在2010～2012年6、7月降解率出現(xiàn)峰值，此時(shí)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，完全可以滿足家畜對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需求，以后隨著生育期的推移有所下降。

表1 高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率Table 1 The degradation dynamic of forage dry matter in rumen %

注：不同小寫字母表示同行間差異顯著(P<0.05)

2.3 高寒牧區(qū)天然草地牧草干物質(zhì)瘤胃降解率的年份變化

由圖2可知，瑪曲2010年牧草干物質(zhì)降解率顯著高于2011年(P<0.05)，2012年牧草的干物質(zhì)消化率高于2011年但不顯著，2010到2012年度，瑪曲的牧草干物質(zhì)消化率有先降低后升高的趨勢(shì)。這就要求牧民相應(yīng)調(diào)整放牧?xí)r間，合理利用草地資源，達(dá)到永續(xù)利用的目的。

圖2 不同年份牧草干物質(zhì)瘤胃降解率變化Fig.2 The degradation dynamic of dry matter in rumen in different years注：不同小寫字母表示不同年份差異顯著(P<0.05)

3 討論與結(jié)論

有學(xué)者對(duì)燕麥草、羊草、稻草、玉米青貯研究表明，在瘤胃內(nèi)消化24～72 h，5種牧草的消失率增加均趨于緩慢，表明瘤胃微生物在24 h內(nèi)就能分解大部分可消化的干物質(zhì)。且48 h后5種牧草CP消失率變化幅度趨于平穩(wěn)，苜蓿和玉米青貯已基本達(dá)到降解極限[11]，這與本試驗(yàn)得出的結(jié)論相似，其中，0～24 h變幅較大，呈線性上升趨勢(shì)，到了48 h后趨于平緩。這主要是由于瘤胃中細(xì)菌和真菌在發(fā)酵24 h時(shí)微生物數(shù)量最多。各植物薄壁組織在瘤胃中降解24 h后大部分都已降解，但厚壁組織直到48 h才部分降解，且在48～72 h的降解過程中，植物細(xì)胞壁降解率并未發(fā)生顯著變化[12]。因此，瑪曲高寒天然草地混合牧草樣品采取了48 h的降解數(shù)據(jù)。

對(duì)于牧草干物質(zhì)瘤胃降解率的報(bào)道很多，研究者認(rèn)為，無(wú)論人工栽培牧草還是天然混合牧草，隨著生育期的延長(zhǎng)，牧草干物質(zhì)降解率隨之降低[13]。W K Coblentz等[14]研究小麥，燕麥，黑麥成熟期對(duì)牧草瘤胃降解的影響，從3月到6月初期每隔3星期收割1次。牧草降解率則逐漸降低。而且同小麥和燕麥相比，黑麥的DM有效降解率在4月以后急劇降低，這說明黑麥維持高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的時(shí)間很短且積聚在早春。P A Beck等[15]研究了刈割時(shí)間間隔對(duì)高粱×蘇丹草雜交品種瘤胃降解的影響，刈割時(shí)間間隔為首次刈割后21，35和49 d。發(fā)現(xiàn)隨著牧草成熟期的延長(zhǎng)，牧草干物質(zhì)和中性洗滌纖維的降解程度呈現(xiàn)線性下降。M Hadjipanayiotou等[16]研究豌豆在初花期，結(jié)莢期和成熟期的降解特性的變化，發(fā)現(xiàn)DM和CP的有效降解率也隨著成熟而不斷降低。本試驗(yàn)瑪曲高寒天然草地牧草瘤胃干物質(zhì)降解率隨生育期的推移先升高后降低，在6、7月出現(xiàn)了峰值?，斍吆烊徊莸匾蚱涓吆０蔚淖匀坏乩?xiàng)l件，無(wú)霜期短，牧草生育期短，經(jīng)過5月份牧草萌發(fā)期，6、7月進(jìn)入牧草旺盛生長(zhǎng)期，其粗蛋白、可溶性糖含量及易溶的纖維性物質(zhì)含量明顯升高，為瘤胃微生物的繁殖提供了大量的N源和C源，微生物充分發(fā)酵底物從而使其干物質(zhì)降解率升高。隨著時(shí)間的推移，8、9月氣溫逐漸下降，牧草開始枯黃，葉片逐漸老化，莖葉比增加，細(xì)胞壁成分增加，細(xì)胞內(nèi)容物逐漸減少，可溶性的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和易溶的纖維性物質(zhì)含量隨之減少，而難溶的結(jié)構(gòu)性碳水化合物及木質(zhì)素含量相對(duì)增加，木質(zhì)化的程度逐漸增加，導(dǎo)致降解率降低[13,17，18]。

年份不同，相同草地牧草干物質(zhì)降解率不同。這與氣溫、降水量、光照等以及由此引起的草地組成發(fā)生變化等因素有關(guān)。近年來(lái)，由于溫室效應(yīng)，全球氣候變暖，高寒天然草地年積溫逐年增大，牧草生長(zhǎng)期提前；其次，當(dāng)?shù)卣畬?duì)草地保護(hù)越來(lái)越重視，圍欄封育增加了高寒草甸植物量[19]，草地生態(tài)系統(tǒng)有所恢復(fù)，草地毒雜草減少，優(yōu)質(zhì)而又利于瘤胃發(fā)酵利用的禾本科和莎草科牧草種類增多，使牧草瘤胃降解率最高點(diǎn)提前。另外，不同年份輪牧?xí)r間長(zhǎng)短不同，通常根據(jù)牧草的生長(zhǎng)和利用補(bǔ)充飼料的情況進(jìn)行調(diào)整[20]，這就要求牧民相應(yīng)調(diào)整放牧?xí)r間及冬場(chǎng)和夏場(chǎng)的周轉(zhuǎn)，合理利用草地資源，達(dá)到永續(xù)利用的目的。

高寒牧區(qū)天然草地牧草在瘤胃中降解48 h后其干物質(zhì)瘤胃降解率趨于平緩，已基本降解完全。牧草瘤胃干物質(zhì)降解率隨生育期的推移先升高后降低，在6、7月出現(xiàn)了峰值，此時(shí)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，完全可以滿足家畜對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需求，隨著時(shí)間的推移，木質(zhì)化程度增加，導(dǎo)致降解率降低。不同年份相同草地牧草干物質(zhì)降解率也不同，這就要求牧民合理利用草地資源，防止草地退化，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。

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Degradation dynamic of forage dry matter of alpine rangeland in sheep rumen

LIANG Jian-yong1,JIAO Ting1,WU Jian-ping2,XIAO Yuan-ming1

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China；2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

5 healthy sheep with similar weight and physics,installed with rumen fistula (German merino × small tail han sheep) were used to study the degradation dynamics of forage from alpine pasture in Maqu County during 2010 to 2012 through nylon bag method.The results showed that the forage dry matter degradation rate tended to be stable after 48 hours degradation in rumen.Along with the forage growth period,the dry matter degradation rate increased first and reached the peak values in July 2010,June 2011 and June 2012 (67.05%,60.9% and 71.56% respectively),and then decreased in August and September.The degradation rates of dry matter of same forage varied among different years.

alpine pastoral area;fistula sheep;dry matter degradability;nylon bag method

2015-03-12；

2015-03-27

新疆牧區(qū)家庭牧場(chǎng)資源化配置技術(shù)模式試驗(yàn)與示范(201003019)；國(guó)家絨毛用羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系放牧草地生態(tài)崗位項(xiàng)目(CARS-40-09B)；甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目“基于DNA條碼研究甘南草原主要天然牧草季節(jié)性演替的分子生態(tài)學(xué)監(jiān)測(cè)機(jī)制(2013A-064)資助

梁建勇(1989-)，男，甘肅慶陽(yáng)人，在讀碩士生。 E-mail：937186160@qq.com 焦婷為通訊作者。

S 812.8；S 815.4

A

1009-5500(2015)05-0032-05